Экономическое воздействие сильного снегопада и цель исследования
В низменных районах Центральной Европы зимы считаются очень изменчивыми сезонами. Разнообразие в течение всего сезона может быть описано холодными периодами, чередующимися с мягким, и коротким или длительным снежным покровом. Сильные снегопады, иногда в сочетании с метелями, могут происходить в холодное время года, и, как показывает прошлая зима (2009/2010), они обычно оказывают сильное экономическое воздействие.
Сильные снегопады, как правило, вызывают опасность на дороге, проблемы со связью и даже ограничивают жизнь населения, как это произошло после коротких, но сильных метелей, произошедших в Германии и Западной Европе в конце ноября 2005 года. Глубокое накопление снега может представлять опасность для строительных конструкций.
Сильный снег, скопившийся на крышах, может нанести серьезный ущерб, как это произошло в январе 2006 года в Баварии, где из-за строительных недостатков крыша катка обвалилась под сильным снегом, и в Катовицах (Польша), где выставочный зал обвалился во время показа гоночных голубей, потому что снег скопился на крыше. Обе трагедии привели к гибели и ранениям большого числа людей.
Положительное влияние снега на деятельность человека оказывает и его обильное воздействие, т.е. позволяет заниматься зимними видами спорта, такими как, например, бег на лыжах в низменных районах. Серьезные социальные и экономические последствия суровой зимней погоды оправдывают исследования синоптических причин сильных снегопадов и снегоустойчивости.
Влияние крупномасштабных моделей циркуляции, таких как североатлантические колебания (САК), на устойчивость снежного покрова было проанализировано в ряде предыдущих исследований. Соотношение между индексом САК и снежностью статистически значимо в Центральной Европе, но становится менее значимым на востоке.
Образование сильных снегопадов было исследовано в Австрии Schalko в 1949 году и уточнены в 2000, он разработал синоптическую классификацию снегопадов в Австрии. Он выявил два основных типа погодных условий, связанных с сильными снегопадами в Австрии, один с северо-западным течением, а другой с протяженной системой низкого давления над западной частью Средиземноморья.
Условия возникновения сильных метелей над восточным побережьем Швеции исследовали Andersson и Nilsson в 1990 и 1993 году. Они приняли на вооружение конвективные полосы, т.е. конвекцию, развивающуюся в холодных воздушных потоках над гораздо более теплой поверхностью моря и отвечающую за максимальные прибрежные снегопады.
Bednorz в 2006 году обнаружил модели циркуляции, ответственные за ежедневные изменения высоты снежного покрова в польско-германской низменности в течение последнего десятилетия декабря.
Nowosad в 1992 году проанализировал суточные изменения высоты снежного покрова относительно типов атмосферной циркуляции в горах Бещады (юго-восточная Польша). Установлено, что западные и северо-западные циклональные типы круговорота чаще всего вызывают снегопады, в то время как восточные антициклональные типы благоприятствуют сохранению снежного покрова.
Синоптические условия со средиземноморскими минимумами, приведшими к сильным снегопадам на нескольких станциях в южной части Центральной Европы, были проанализированы в тематическом исследовании, касающемся эпизодов в феврале 2003 г.
Babolcsai и Hirsch в 2006 разработали подробные характеристики и синоптическую классификацию обильных снегопадов в Будапеште на период 1953-2003 годов, состоящую из восьми типов погоды. Большинство из них были связаны с различными видами средиземноморских циклонов и, кроме того, с вторичными минимумами в северо-западной Европе.
Целью данного исследования было выявление общих черт ежедневной циркуляции, обусловливающих обильные снегопады на польско-германской низменности. До сих пор в этой части Европы такого рода исследования не проводились. Более тщательный анализ тяжелых снежных условий может быть полезен для выявления обстоятельств появления снежного покрова в низменных районах Центральной Европы. Кроме того, были учтены синоптические условия высокой снегоустойчивости и описана структура давления, благоприятная для существования снега.
Согласно климатическим прогнозам, в Европе ожидается сокращение сезонного снежного покрова. По прогнозам большинства моделей, увеличение зимних осадков не будет означать увеличение количества снега на земле, поскольку снежный покров чувствителен к зимней температуре, а также к снегопадам. Количество дней со снегопадами выше 10 см будет увеличиваться только на севере и, вероятно, уменьшится в других частях Европы. Также ожидается сокращение количества дней снежного покрова в этом регионе.
Композитные карты, построенные на дни с обильными снегопадами на польско-германской низменности и на дни с сохранением глубокого снежного покрова, позволяют сделать некоторые общие выводы о синоптических условиях таких явлений. Наиболее важными характеристиками атмосферных условий, благоприятных для обильных снегопадов в Центральной Европе, являются отрицательная аномалия СЛП и понижение геопотенциальной высоты 500 гПа над континентом, т.е. наличие там систем низкого давления.
Циклоническая активность над континентом, приносящая снегопады, происходит одновременно с ослаблением исландских низменных и положительных аномалий СЛП над северной Атлантикой. Эта синоптическая ситуация хорошо известна и представляет собой тип ТМ Гесс-Брезовского Гроссвободного орошения (Low over Middle Europe). Ослабление Исландской низменности соответствует отрицательной фазе САК, которая является наиболее известным макромасштабным типом циркуляции, оказывающим большое влияние на зимнюю температуру в Европе и способствующим увеличению снежного покрова в Европе.
Устойчивость снежного покрова в польско-германской низменности возможна при положительных аномалиях на большей части материка, за исключением его южной и западной частей, где наблюдаются слабые отрицательные аномалии. Очаги положительных аномалий расположены к северу от обследуемого района. Антициклоны, которые благоприятствуют стойкости снежного покрова, обычно представляют собой обширные и мощные системы с центрами над или вблизи анализируемого региона и всегда связаны с восточноевропейским максимумом.
Одним из важнейших факторов, способствующих сохранению снежного покрова, является отрицательная температура. Зимние антициклоны обычно обеспечивают очень низкую температуру, в основном из-за сильного ночного радиационного охлаждения из-за безоблачного неба. Кроме того, антициклоны над Восточной Европой обеспечивают восточную циркуляцию, которая в зимний сезон приносит полярному континентальному воздуху и температурам значительно ниже нуля. Иногда центры высокого давления, благоприятные для сохранения снежного покрова, расположенные к северо-западу от исследуемого района, вызывают северные воздушные потоки.
Подобные исследования взаимосвязи климатических параметров и циркуляции представляются существенными для распознавания климатических условий, особенно в холодное время года, когда инсоляция ослабевает и влияние циркуляции на климат преобладает в умеренной зоне.
Циркуляция сильно влияет на возникновение снежного покрова в низменности Центральной Европы. Снежный покров является непостоянным климатологическим элементом и может появляться и исчезать несколько раз в течение любого зимнего сезона. В случае такого цикла отдельные анализы синоптических условий, связанных с снегопадами и стойкостью снега, проводимые в настоящем исследовании, дополняют климатологическую характеристику зимнего сезона знаниями о погодных явлениях, оказывающих большое экономическое воздействие.